随着生活节奏的加快，上班族们工作繁忙，久坐、熬夜、憋尿、喝水少成了他们的生活常态，而这些不健康的生活方式，也的确带来了不少的麻烦，同时也导致了多种泌尿系统疾病的发生。
最近研究人员发现，水通道蛋白在涉及到水平衡紊乱的疾病，尤其是在泌尿外科某些疾病，如多囊肾、肾癌、双侧输尿管梗阻后利尿以及结石形成的研究中有重要意义。
水通道的分类及在组织中的分布
▌水通道蛋白1首先被定性为水通道蛋白，用免疫组化、免疫电镜及分子生物学技术发现水通道蛋白1在机体许多组织中有表达，如平滑肌和子宫组织，肾脏的近曲小管和髓袢降支细胞上皮的顶膜及基侧膜。
此外，在涉及水转运的其它组织中亦发现有水通道蛋白1显著表达，如角膜的内皮细胞、脉络膜网、肝胆管上皮细胞、胆囊颈内壁、汗腺上皮、支气管和肺泡上皮、唾液腺上皮、结肠、脾脏和毛细血管内皮。在淋巴管和粘膜下毛细血管的水通道蛋白1，能促进吸收的水迅速进入淋巴管和毛细血管床，维持机体的内环境稳定。
▌水通道蛋白2是血管加压素调控的水通道蛋白，位于肾集合管的顶质膜上，对尿浓缩起重要作用，在肾外尚未发现有表达，它与水通道蛋白1cDNA有42%的同源性。
该基因突变可产生常染色体隐性遗传病，即肾源性尿崩症，表现为血清抗利尿激素水平明显增高，而尿不被浓缩。它与X连锁的肾源性尿崩症不同，该疾病为抗利尿激素V2受体基因突变所致。刺激V2受体，肾集合管顶质膜水通道蛋白2表达明显增高。锂剂可以抑制它的表达，因而可以解释锂剂的副作用，这种作用限制了它在治疗精神病中的作用。
▌水通道蛋白3是肾脏集合管和胃肠道表达的另一型水通道蛋白，主要分布在集合管的上皮细胞的基侧膜，该部位水的通透性被认为是不可调节的。水通道蛋白3还具有转运非离子小分子物质如尿素和甘油的特性，因此水通道蛋白3是相对非选择性的。尿素跨内髓集合管的转运对尿浓缩起十分重要作用。
▌水通道蛋白4主要表达在下丘脑的视上核和视旁核的口渴中枢，在眼、肾、肠和肺组织中表达较少。它可能作为渗透压感受器来调节机体水的平衡，并在中枢神经系统介导水转运。
▌水通道蛋白5在唾液腺和泪腺表达显著，参与唾液和泪液分泌，可能是口眼干燥综合征的靶抗原。水通道蛋白5和水通道蛋白1在成人肺中有显著表达，可能参与呼吸不显蒸发和溺水的病理生理变化，有迅速清除出新生婴儿肺内液体的作用。
▌水通道蛋白0最初称之为主体内在蛋白，最近才证实是一种水通道蛋白，在眼中高度表达，与晶状体的透明度有关。小鼠缺乏它时患先天性白内障。
水通道活性调节
水通道蛋白介导水的作用是依渗透梯度方向运动的。已证实水通道蛋白2受生理调节，在限水的正常大鼠，细胞水通道蛋白2蛋白含量增加，信使核糖核酸（mRNA）含量亦增加，限水所致水通道蛋白2表达是机体长期克服缺水生理调节机制之一，称之为长时调节。
相反，长期限水后，肾髓质水通道蛋白1的信使核糖核酸（mRNA）含量无明显改变。长期限水机制为抗利尿激素(ADH)与血管加压素受体结合，G蛋白介导腺苷酸环化酶激活产生环腺苷酸(cAMP)，促使蛋白酶A活化，引起水通道蛋白2水通道外表化至顶质膜，因此增加了水的通透性。
水通道蛋白2亦存在短时调节，当给予血管加压素后，集合管水通透性显著增加，在5～10分钟内，从50μm/s增加到μm/s，该反应与集合管上皮细胞顶质膜功能水通道增加有关，是由血管加压素引起的胞吐作用，将细胞内囊泡中的水通道蛋白转移到顶质膜；撤除血管加压素后，水通透性降低是由于细胞膜水通道结构区胞饮作用的恢复，将水通道从顶质膜移走。
因此，水通透性的迅速调节涉及到细胞内富含水通道的囊泡和顶质膜间的再分布，即“穿梭学说”。
水通道与泌尿外科疾病
在已发现的6种水通道蛋白中，有4种蛋白在肾脏表达，介导水的跨膜转运。水通道蛋白1在近曲小管和Henle袢的薄降支表达极高，水通道蛋白2、3和4主要在集合管系统表达，水通道蛋白4是集合管顶质膜上主要水通道，而水通道蛋白3和4位于基侧膜。
Henle袢在肾髓质通过逆流倍增作用产生高渗透压，而集合管腔内的尿因抗利尿激素作用和高张髓质达到渗透平衡，两者共同参与尿浓缩。水通道在整个尿浓缩过程中起作用，并为水平衡和水平衡紊乱生理提供分子水平的解释。其中研究较深入的两种水通道蛋白为水通道蛋白1和2。
许多泌尿外科疾病，如前列腺增生症所致尿储留和神经原性膀胱引起的双侧输尿管梗阻，在梗阻解除后，其肾脏浓缩尿的功能明显降低，引发多尿。这一新的水通道理论从分子水平解释了水的跨膜转运，从而进一步了解了梗阻后利尿机制。双侧输尿管梗阻和梗阻解除后均伴有明显的水通道蛋白2表达持续下调，同时形成持续多尿，因此尿路梗阻后，尿浓缩功能下降并且恢复缓慢与水通道蛋白2表达低下有关。
多囊肾是一常染色体显性遗传疾病，囊肿起源于肾小管，开始表现为局灶性扩张，而后进行性增大，最终与其起源的肾单位分离。囊肿增大与溶质和液体不断向囊腔内分泌有关。囊肿遍布整个肾实质，其腔内液体增加引起双侧肾脏进行性增大。
研究发现，水通道蛋白1在多囊肾和正常肾近曲小管和Henle袢的薄降支均有表达。囊肿的内衬细胞有71%表达水通道蛋白1，其中44%囊肿的近曲小管标志gp阳性（gp是一种糖蛋白，为近曲小管特异性标志），一些表达水通道蛋白1的囊肿gp染色阴性，表明其来源于Henle袢的薄降支；仅有8%的囊肿内衬细胞表达水通道蛋白2蛋白，而这些囊肿无水通道蛋白1表达和gp染色。
水通道蛋白1在肾小管和肾囊肿表达丰富，且和gp共同染色，并持续至多囊肾晚期，表明在多囊肾疾病各个时期，水通道蛋白1参与并促进了来源于近曲小管的肾和薄降支囊肿跨细胞和跨上皮水转运，即促进溶质驱动的跨上皮液体向囊腔内分泌。一旦囊肿从母肾单位分离，调节或阻断这一通道可能减慢囊肿增大的速度，进而为治疗提供可能的方法。
肾细胞癌可能起源于肾近曲小管。用Northern印记、RT-PCR和免疫组化方法检测水通道蛋白1和水通道蛋白2，在12例原发肾癌标本中均有表达，通过免疫组化方法检测到这两种水通道分子在肾直小管肿瘤中亦有表达。
在肾细胞癌中，水通道蛋白1表达均为阳性，而未见水通道蛋白2表达。水通道蛋白1在肾小管中分布的部位，支持肾细胞癌来源于近曲小管或薄降支。可以肯定水通道蛋白1在肾细胞癌样本中表达的特异性。
已证明近曲小管细胞和肾细胞癌细胞有共同特异抗原和超微结构特征；此外，将V-Src癌基因与正常人近曲小管培养可导致肾细胞癌表型的改变。这一发现更进一步明确了肾细胞癌来源于近曲小管。
肾直小管肿瘤是一种少见的恶性肿瘤，其形态学与肾集合管相似，用免疫组化方法检测4例经病理证实肾直小管肿瘤，无一例水通道蛋白1表达，而其中两例水通道蛋白2表达阳性，证实了肾直小管肿瘤来源于集合管。研究两种水通道分子表达情况，对高级和未分化肾肿瘤有实际意义。
肾细胞癌对传统抗癌药物不敏感，未手术病人预后差。肾细胞癌的水通道蛋白1恒定表达提示人们可研制出一种有效药物，通过改变水通道蛋白1功能从而改变细胞膜对水的通透性，来治疗肾细胞癌。
抗利尿激素（血管加压素）作用于集合管，使水的通透性增加，引起肾小管管腔内钙升（5mmol/L)，超过了尿中钙沉淀的水平。甲状旁腺细胞和肾Henle氏袢细胞上的钙离子受体可以感受到钙离子浓度的变化，当肾小管腔内尿钙升高时，顶质膜上钙受体可特异性降低血管加压素影响渗透水的通透性。存在于集合管顶质膜的内涵体含有血管加压素调控的水通道，即水通道蛋白2和钙离子受体。
此外，具有水通道蛋白2的内涵体亦拥有刺激和抑制鸟苷酸结合蛋白(GTP)的作用，鸟苷酸结合蛋白(GTP不但与蛋白激酶C的两种特异性受体相互作用，也可与钙离子受体相互作用。大鼠和人肾的集合管均有钙离子受体存在，表明集合管是唯一将钙和水代谢联系起来的信号传导部位，如果此信号传导通路出现异常可能导致肾结石形成。
因此，对水通道蛋白研究的深入，为机体水转运的生理现象提供分子解释，并为人类对泌尿系统疾病发病机制有进一步认识，也为治疗提供理论依据。
而对于我们普通人来说，“水才是最好的药”，福能达小分子团空气水，溶解渗透力强，促进体内垃圾快速排出，改善人体内环境，增强细胞健康，从而预防各种泌尿系统疾病的发生。
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